CN203243334U - 一种水下超声波通信装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水下超声波通信装置，属于通信领域。它包括了发送显示器、接收显示器、数模转换器，信号调制器、信号解调器、超声波发送器、超声波接收器、发送MCU控制器和接收MCU控制器。所述的发送显示器、发送MCU控制器、数模转换器、信号调制器和超声波发送器在一起构成信号发送部分；所述的超声波接收器、信号解调器、接收MCU控制器和接收显示器在一起构成信号接收部分。所需发送的数字信号经信号发送部分转换为模拟信号并将转换的模拟信号放大发送，信号接收部分再将接收到的模拟信号转换成数字信号并在接收显示器上显示出来。本实用新型解决了传统技术对信道要求苛刻且成本高的问题，并具有更高的安全性和隐秘性，适用于水下通讯领域。
Description
技术领域
本实用新型属于通信领域，更具体地说，涉及一种水下超声波通信装置。
背景技术
目前，通信技术虽然已有多年的研究史，但所用信道无论是在成本、抗干扰性、误码率上，还是在对线路性能的要求、可恢复性、安全性上都有着互相制约的关系，从而无法提高信息交换的效率。超声波是频率高于20000Hz的声波，它方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，在水中传播距离远，可用于测距、测速、清洗、焊接、碎石、杀菌消毒等，在医学、军事、工业、农业上有很多的应用。鉴于超声波的种种优点，超声波在通信领域的应用也是越来也广泛，尤其是在水下通信领域。超声波通信与传统通信技术相比，有着传统通信技术不可比拟的安全性和隐秘性，更为重要的是，超声波通信技术对信道的要求比较随意，而传统通信技术对信道要求苛刻且造价昂贵。
中国专利号99808078.0，公开日为2001年8月8日，发明名称为：利用超声波的数据传输，该申请案涉及一种利用超声波的数据传输系统，属于通信技术领域。该传输系统包括一个发射机和一个接收机，发送语音信息时，首先利用声码器将声音信号转换为数字信号，数字信号根据CDMA技术被扩展到较大的带宽上然后进行D/A转换，继而借助超声波通过空气进行传输；接收机接收到发射机的信号之后，利用A/D转换器将接收到的模拟信号转换为数字信号，再利用解码器得到声音信号。该申请案虽然实现了超声波通信，但是由于技术的限制性，该申请案在信号传输的过程中存在着严重的安全隐患。
实用新型内容
1.要解决的技术问题
针对现有通信技术中通信装置对信道要求苛刻且安全性和隐秘性不高的问题，本实用新型提供了一种水下超声波通信装置，实现了以超声波为载体传收信息，大大提高了信息传递的安全性和隐秘性并消除了信道对通信设备的限制。
2.技术方案
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
一种水下超声波通信装置，包括发送显示器、发送MCU控制器、数模转换器、信号调制器、信号解调器、接收MCU控制器和接收显示器，还包括超声波发送器和超声波接收器，发送显示器、发送MCU控制器、数模转换器、信号调制器和超声波发送器依次连接；发送MCU控制器包含功能按键组一和MFSK调制模块；超声波接收器接收超声波发送器发送的 信号；超声波接收器、信号解调器、接收MCU控制器和接收显示器依次连接；接收MCU控制器包含功能按键组二和MFSK解调模块。
优选地，发送显示器和接收显示器的型号均为LCD1602；发送MCU控制器和接收MCU控制器主芯片均采用STC89C52RC单片机。
优选地，数模转换器主芯片采用DAC0832。
优选地，信号调制器采用NE5532芯片组建的电路对信号进行滤波和放大。
优选地，超声波发送器由超声波换能器构成。
优选地，超声波接收器主芯片采用CX20106A。
优选地，信号解调器包括两个模块，分别为以NE5532为主芯片组建的信号放大调理模块和以74HC04为主芯片组建的施密特转换模块，施密特转换模块将信号放大调理模块得到的信号转换为正方波信号，利于接收MCU控制器进行数据处理。
优选地，MFSK调制模块采用二进制FSK模块。
优选地，功能按键组一由N个独立按键构成，N为4～6；功能按键组二由M个独立按键构成，M为4～6。
3.有益效果
相比于现有技术，本实用新型的优点在于：
（1）本实用新型在数据处理上运用了二进制FSK模块，实现起来容易，误码率低，提高了信息的准确度；
（2）本实用新型的信道为水道，大大降低了成本并且消除了信道对通信设备的限制；
（3）本实用新型以超声波为载体传收信息，大大提高了信息的安全性和隐秘性。
附图说明
图1为本实用新型的系统原理框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本实用新型作详细描述。
实施例1
结合图1，本实用新型的一种水下超声波通信装置，包括发送显示器、发送MCU控制器、数模转换器、信号调制器、超声波发送器、超声波接收器、信号解调器、接收MCU控制器和接收显示器。发送显示器、发送MCU控制器、数模转换器、信号调制器和超声波发送器依次连接；发送MCU控制器包含功能按键组一和二进制FSK调制模块；超声波接收器接收超声波发送器发送的信号；超声波接收器、信号解调器、接收MCU控制器和接收显示器依次连接；接收MCU控制器包含功能按键组二和二进制FSK解调模块。
其中，发送显示器和接收显示器的型号为LCD1602；发送MCU控制器和接收MCU控制器采用STC89C52RC单片机运用二进制FSK技术对38KHz和42KHz的正弦波进行采样调理；数模转换器主芯片采用DAC0832；信号调制器采用NE5532芯片组建的电路对信号进行滤波和放大；超声波发送器由超声波换能器构成；超声波接收器主芯片采用CX20106A；信号解调器包括两个模块，分别为以NE5532为主芯片组建的信号放大调理模块和以74HC04为主芯片组建的施密特转换模块，施密特转换模块将信号放大调理模块得到的信号转换为正方波信号，利于接收MCU控制器进行数据处理；功能按键组一含有四个按键“A”、“B”、“C”、“D”（A—“1”；B—“0”；“C”—退格；“D”—发送），功能按键组二含有四个按键“E”、“F”、“G”、“H”（“E”—向上翻页；“F”—向下翻页；“G”—查看信息；“H”—保存信息并清屏）。
使用者使用此实施例下的一种水下超声波发送装置发送一个8位全“0”码时，具体操作步骤如下：
a．保证所有需供电的设备均接入电源；
b．利用按键“B”，将8位全“0”码输入到发送MCU控制器中，如有输错，利用按键“C”退格修改；
c．所需发送的信息编辑好之后，确认无误，按下按键“D”发送，同时程序将所发送的信息保存并将发送显示器清屏；
d．接收方接收到信息后，按下按键“G”读取信息，如信息过长，使用按键“E”和按键“F”翻页；
e．读完信息之后，按下按键“H”保存信息并将接收显示器清屏。
实施例2
本实施例的一种水下超声波通信装置，与实施例1相比，其不同之处在于：功能按键组一和功能按键组二还各包括一个清零键，所需发送的信息为8位全“1”码。
实施例3
本实施例的一种水下超声波通信装置，与实施例1相比，其不同之处在于：功能按键组一还包括清零键和保存键和功能按键组二还包括清零键和返回键，所需发送的信息为8位“1”、“0”组合码。
以上示意性地对本发明创造及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明创造的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本专利的保护范围。
Claims (9)
1.一种水下超声波通信装置，包括发送显示器、发送MCU控制器、数模转换器、信号调制器、信号解调器、接收MCU控制器和接收显示器，其特征在于，还包括超声波发送器和超声波接收器，所述的发送显示器、发送MCU控制器、数模转换器、信号调制器和超声波发送器依次连接；所述的发送MCU控制器包含功能按键组一和MFSK调制模块；所述的超声波接收器接收超声波发送器发送的信号；所述的超声波接收器、信号解调器、接收MCU控制器和接收显示器依次连接；所述的接收MCU控制器包含功能按键组二和MFSK解调模块。
2.根据权利要求1所述的一种水下超声波通信装置，其特征在于：所述的发送显示器和接收显示器的型号均为LCD1602；所述的发送MCU控制器和接收MCU控制器主芯片均采用STC89C52RC单片机。
3.根据权利要求1或2所述的一种水下超声波通信装置，其特征在于：所述的数模转换器主芯片采用DAC0832。
4.根据权利要求3所述的一种水下超声波通信装置，其特征在于：所述的信号调制器采用NE5532芯片组建的电路对信号进行滤波和放大。
5.根据权利要求1所述的一种水下超声波通信装置，其特征在于：所述的超声波发送器由超声波换能器构成。
6.根据权利要求1所述的一种水下超声波通信装置，其特征在于：所述的超声波接收器主芯片采用CX20106A。
7.根据权利要求1所述的一种水下超声波通信装置，其特征在于：所述的信号解调器包括两个模块，分别为以NE5532为主芯片组建的信号放大调理模块和以74HC04为主芯片组建的施密特转换模块，施密特转换模块将信号放大调理模块得到的信号转换为正方波信号，利于接收MCU控制器进行数据处理。
8.根据权利要求1所述的一种水下超声波通信装置，其特征在于：所述的MFSK调制模块采用二进制FSK模块。
9.根据权利要求1所述的一种水下超声波通信装置，其特征在于：所述的功能按键组一由N个独立按键构成，N为4～6；所述的功能按键组二由M个独立按键构成，M为4～6。
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN106055103A (zh) * | 2016-06-02 | 2016-10-26 | 厦门大学 | 一种水下可穿戴指令通信系统与方法 |
| CN109862324A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-07 | 福建师范大学福清分校 | 一种基于bicm的通信方法及系统 |
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| CN106055103B (zh) * | 2016-06-02 | 2019-08-09 | 厦门大学 | 一种水下可穿戴指令通信系统与方法 |
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